(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給される階調データそれぞれに応じて画素に対応する各表示素子負荷を駆動させる駆動装置において、該駆動装置は、
所定の電圧範囲内の電圧を供給する第１の電源に接続され、前記階調データに対応する階調信号を入力し、該階調信号に応じた電圧を前記表示素子負荷に印加して、前記所定の電圧範囲にコモン電圧を含み、前記所定の電源電圧による電圧区分の範囲で前記表示素子負荷を駆動させる駆動手段と、
前記所定の電圧範囲内の前記コモン電圧に対して適宜選択した複数の電圧を前記表示素子負荷に印加する第２の電源と、
前記駆動手段の駆動と第２の電源の電圧印加とを切り換えて、前記表示素子負荷からの放電/該表示素子負荷への給電を切り換える印加切換手段と、
前記表示素子負荷に対する複数の給電の電圧区分に応じて放電/充電の切換信号を生成する切換制御手段とを含み、
前記印加切換手段は、さらに、第２の電源によって印加される前記複数の電圧が示す上限電圧と前記コモン電圧とで表わす第１電圧範囲、および第２の電源によって印加される前記複数の電圧が示す下限電圧と前記コモン電圧とで表わす第２電圧範囲内での放電/給電を選択的に切り換える外部切換手段、ならびに第１電圧範囲の上限電圧から前記所定の電圧範囲の上限電圧までの第３電圧範囲、および第２電圧範囲の下限電圧から前記所定の電圧範囲の下限電圧までの第４電圧範囲内での放電/給電を選択的に切り換える内部切換手段を含み、
前記切換制御手段は、隣り合うデータ線の動作タイミングを規定する第１のロード信号をバッファリングし、隣り合うデータ線を短絡させる第１の切換信号を出力する第１制御手段と、
第１および第２のロード信号を入力し、入力した両信号を論理和演算して、得られた演算結果を反転させて、第４電圧範囲または第３電圧範囲の電圧信号を出力するように切換制御する第２の切換信号を出力する第２制御手段と、
極性信号を反転させた信号と第２のロード信号を入力し、入力した両信号を論理積演算して、第１電圧範囲または第２電圧範囲の電圧信号を出力するように切換制御する第３の切換信号を出力する第３制御手段と、
第２のロード信号と前記極性信号を入力し、入力した両信号を論理積演算して、第２電圧範囲または第１電圧範囲の電圧信号を出力するように切換制御する第４の切換信号を出力する第４制御手段とを含み、
第２の電源は、第１の電源が配設された位置から隔離された外部にあることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の駆動装置において、第２の電源は、該装置を収納するパッケージの外部にあることを特徴とする駆動装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の駆動装置において、前記切換制御手段は、階調データにおける最上位ビットの有無を判定する判定手段を含み、第２の電源により充電するか否かを判定することを特徴とする駆動装置。
【請求項４】
請求項３に記載の駆動装置において、第１および第２のロード信号に基づいて第１および第２の電源の電圧の印加タイミングを決定し、前記極性信号は放電と充電の期間を表わし、前記切換制御手段は、第１および第２のロード信号ならびに前記極性信号を用い、または第１および第２のロード信号、前記極性信号ならびに前記階調データにおける最上位ビットの有無を示すビット信号に基づき、前記切換信号を生成することを特徴とする駆動装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか一項に記載の駆動装置において、該駆動装置は、低い階調から高い階調までｎ段階の階調に応じた電圧を出力する駆動装置であって、
第２の電源は、ｎ/4番目からｎ/2番目の階調に応じた電圧信号を出力することを特徴とする駆動装置。
【請求項６】
供給される階調データそれぞれに応じて画素に対応する各表示素子負荷を駆動させる駆動方法において、該駆動方法は、
所定の電圧範囲内の電圧を供給する第１の電源と、第１の電源が配設された位置の外部に隔離した第２の電源とから前記表示素子負荷に給電し、
第１の電源は、前記所定の電圧範囲内で電圧を印加して、
第２の電源は、前記所定の電圧範囲内のコモン電圧に対して適宜選択した複数の電圧を前記表示素子負荷に印加して、
該表示素子負荷への印加に際して、前記表示素子負荷に対する放電/給電の電圧区分に応じて放電/充電の切換信号を生成する切換制御手段で電圧範囲を選択的に切り換える印加切換手段に切換信号を出力し、
第２の電源によって印加される前記複数の電圧が示す上限電圧と前記コモン電圧とで表わす第１電圧範囲、および第２の電源によって印加される前記複数の電圧が示す下限電圧と前記コモン電圧とで表わす第２電圧範囲内での放電/給電を選択的に切り換える外部切換手段による外部切換え、ならびに第１電圧範囲の上限電圧から前記所定の電圧範囲の上限電圧までの第３電圧範囲、および第２圧範囲の下限電圧から前記所定の電圧範囲の下限電圧までの第４電圧範囲での放電/給電を選択的に切り換える内部切換手段による内部切換えを行なう印加切換手段を、前記切換信号に応じて切り換えて前記表示素子負荷を放電または充電し、
前記切換信号は、隣り合うデータ線の動作タイミングを規定する第１のロード信号をバッファリングし、隣り合うデータ線を短絡させる第１の切換信号と、
入力する第１および第２のロード信号を論理和演算して得られた演算結果を反転させて、第４電圧範囲または第３電圧範囲の電圧信号を出力するように切換制御する第２の切換信号と、
入力する放電/給電を示す極性信号を反転させた信号と第２のロード信号を論理積演算して、第１電圧範囲または第２電圧範囲の電圧信号を出力するように切換制御する第３の切換信号と、
入力する第２のロード信号と前記極性信号を論理積演算して、第２電圧範囲または第１電圧範囲の電圧信号を出力するように切換制御する第４の切換信号とを含むことを特徴とする駆動方法。
【請求項７】
請求項６に記載の駆動方法において、該駆動方法は、前記階調データの最上位ビットの有無に応じて第２の電源から給電させるか否かを判定することを特徴とする駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動装置およびその駆動方法、とくに、液晶プロジェクタ装置、液晶モニタ等のように液晶パネルを駆動する液晶駆動装置に関するものであり、液晶プロジェクタ装置、液晶モニタ等のように液晶パネルを駆動させる駆動方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、TFT（Thin Film Transistor）型液晶パネルは、プリチャージと呼ぶ、信号線を一時的に短絡するスイッチを備えた駆動回路を用いて駆動される。駆動回路で使用されるプリチャージは信号線を一時的に短絡することであり、液晶容量への信号電圧の充放電に要する駆動能力および低消費電力化を図っている。また、駆動における低消費電力化するため、主な駆動回路には、２ドット反転信号線駆動の技術が採用される。２ドット反転信号線駆動とは、２水平走査期間毎に信号を反転させる駆動である。この技術では表示品位の低下が生じるから、プリチャージは、一般的に、１水平走査期間毎にする。
【０００３】
ところで、特許文献１においてコモン一定駆動方法のドット反転駆動を実現させた場合、このプリチャージの短絡は、ソースラインの電位を共通電極電位までしか到達できない。したがって、プリチャージしない場合の半分の充放電が残っているから、この充放電は駆動により行なわれる。結果として、消費電力は不十分な削減になってしまう。
【０００４】
そこで、特許文献２では、ソースライン駆動を階調電圧発生回路で生成された所定の電位から行なうことができ、駆動開始の電位を従来の共通電極電位から階調電圧発生回路で生成した電位にすることで消費電力を削減する。
【特許文献１】特開平11−095729号公報
【特許文献２】特開2005−121911号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述したように消費電力の削減等を考慮した従来の駆動を採用しても、動作させるチャネル数がたとえば倍に増加し、駆動周期を短く、高速動作させるようになると、液晶駆動装置は消費電力が大きくなる。したがって、集積化された液晶駆動装置は、発熱が大きくなり、動作保証温度の限界に達する問題が発生する。また、保証温度以下であっても、液晶駆動装置は、液晶に近い場所で使用する回路であることから、この動作保証限界で使用することはできない。また、液晶駆動装置には、駆動周期が短くなることにともない立上り・立下りに要する時間を短くすることが望まれる。液晶駆動装置において、前述した液晶駆動で立上り時間の高速化は、消費電力の増大による発熱とトレードオフの関係にある。
【０００６】
本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、駆動の高速化と発熱とを両立させることができる駆動装置およびその駆動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上述の課題を解決するために、供給される階調データそれぞれに応じて画素に対応する各表示素子負荷を駆動させる駆動装置において、この装置は、所定の電圧範囲内の電圧を供給する第１の電源に接続され、階調データに対応する階調信号を入力し、この階調信号に応じた電圧を表示素子負荷に印加して、表示素子負荷を駆動させる第１の駆動手段と、所定の電圧範囲内から適宜選択した複数の電圧を第２の電源として表示素子負荷に印加して、表示素子負荷を駆動させる第２の駆動手段と、第１の駆動手段の第１駆動と第２の駆動手段の第２駆動とを切り換える駆動切換手段と、この駆動切換手段の第１および第２駆動のいずれかを選択する切換信号を生成する切換制御手段とを含み、第２の電源は、第１の電源が配設された位置から隔離された外部にあることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は上述の課題を解決するために、供給される階調データそれぞれに応じて画素に対応する各表示素子負荷を駆動させる駆動方法において、この方法は、所定の電圧範囲内の電圧を供給する第１の電源と、第１の電源が配設された位置の外部に隔離した第２の電源とから前記表示素子負荷に給電し、第１の電源は、所定の電圧範囲内で電圧を印加して、第２の電源は所定の電圧範囲内から適宜選択した複数の電圧を印加して、この表示素子負荷への印加に際して、複数設定された電圧範囲内またはこの電圧範囲外の電圧範囲にあるかに応じて表示素子負荷に対して放電または充電させる短絡の切換制御信号を生成し、この切換制御信号に応じて複数設定された電圧範囲内の場合、第２の電源から給電し、電圧範囲以外にある場合、第１の電源から給電することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る駆動装置によれば、第２の電源を第１の電源が配設された位置の外部に設け、切換制御手段で生成される切換信号を駆動切換手段に供給し、第１および第２駆動のいずれかの電圧を選択して、表示素子負荷に電圧を印加し、第１の駆動手段による第１の駆動を抑制し、抑制した分を第２の駆動で補うことで第１の駆動にともなう消費電力を抑えることができる。この電力抑制により第１の駆動手段を含む装置内部の発熱に関して、第２の電源を使用することで、第１の電源による発熱を抑制する。このように駆動装置は、適宜印加する電圧を選択しながら、表示素子負荷に給電することで表示素子負荷に対する充電または放電の高速化を図ることができる。
【００１０】
本発明に係る表示素子の駆動方法によれば、所定の電圧範囲内の電圧を供給する第１の電源と、第１の電源が配設された位置の外部に隔離した第２の電源とを設け、第１および第２の電源からそれぞれ表示素子負荷に給電し、第１の電源は、所定の電圧範囲内で電圧を印加し、第２の電源は所定の電圧範囲内から適宜選択した複数の電圧を印加して、この表示素子負荷への給電に際して、複数設定された電圧範囲内またはこの電圧範囲外の電圧範囲にあるかに応じて表示素子負荷に対して放電または充電させる短絡の切換制御信号を生成し、この切換制御信号に応じて複数設定された電圧範囲内の場合、第２の電源から給電し、電圧範囲以外にある場合、第１の電源から給電して、チャージシェアリングすることにより第１の電源からの給電を抑制する。これにより、第１の電源にともなう消費電力を抑えることができる。また、この電力抑制により第１の電源を含む装置内部の発熱に関して、第２の電源を使用することで、第１の電源による発熱を抑制する。このように駆動方法において適宜電圧を選択して表示素子負荷に印加することで表示素子負荷に対する充電または放電の高速化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に添付図面を参照して本発明による液晶駆動装置の一実施例を詳細に説明する。図１を参照すると、本発明による液晶駆動装置の実施例における液晶ドライバ10は、図示しない外部電源を内部電源が配設された位置の外部に設け、ドライバ部12の内部電源に接続され、内部電源から電圧V1およびV4の範囲内で電流を供給し、ドライブ切換部14から所定の周期で切換信号72〜78をドライブ切換部14に供給し、内部切換部28および外部切換部32の切換制御を内部および外部駆動のいずれかとして適宜電圧を選択しながら液晶負荷54および58に印加し、ドライバ部12による内部駆動を抑制し、抑制した分を外部駆動で補うことで内部駆動にともなう消費電力を抑えることができる。この電力抑制により装置内部の発熱に関して、外部電源を使用することで、内部電源による発熱を抑制する。このように駆動において適宜電圧を選択して、液晶負荷に印加することで液晶負荷に対する充電または放電の高速化を図ることができる。
【００１２】
本実施例は、本発明の液晶駆動装置を液晶ドライバ10に適用した場合である。本発明と直接関係のない部分について図示および説明を省略する。以下の説明で、信号はその現われる接続線の参照番号で指示する。
【００１３】
液晶ドライバ10は、図１に示すように、ドライバ部12、ドライブ切換部14および切換制御生成部16を含む。液晶ドライバ10は、液晶パネルの液晶セルを駆動させる機能を有する。液晶セルには、液晶容量が存在する。
【００１４】
ここで、液晶ドライバ10には、画像の画素データに対応する階調信号22および24が供給される。階調信号22および24は、供給される階調データに応じたアナログ信号である。階調信号22および24を得るため、液晶ドライバ10には、入力側に図示しないラッチ回路およびD/A変換器が具備される。ラッチ回路は、階調データを一時的に保持し、保持した階調データをD/A変換器に出力する。D/A変換器は、供給される階調データをアナログ信号、すなわち階調信号22および24としてドライバ部12に出力する。
【００１５】
ドライバ部12には、階調信号22および24が入力される。本実施例のドライバ部12は、演算器18および20を含む。本実施例において、少なくとも、ドライブ部12は、LSI（Large-Scale Integration）パッケージに収納され、あらわに図示しない外部電源はパッケージ外に設ける。本実施例では、ドライブ部12は内部電源により駆動する。液晶ドライバ10は、内部電源と後述する外部電源とで駆動させる電圧範囲に分けて、動作させる。
【００１６】
演算器18は、内部電源として、電圧V1と接地電圧V4にそれぞれ接続される。演算部18は出力信号26を演算器18の反転端子（-）に帰還させ、ドライブ切換部14の内部切換部28に出力する。演算器20の接続は演算器18の接続に同じであり、演算器20は出力信号30を内部切換部28に出力する。演算器18および20は、液晶コモン電圧を基準として互いに逆極性となるように出力する。
【００１７】
ドライブ切換部14は、液晶ドライバ10にチャージシェアリングする機能を持たせるように内部切換部28および外部切換部32を有する。内部切換部28は一つの演算器に対して２つ切換スイッチを有する。内部切換部28は演算器18に対し切換スイッチ34および36、演算器20に対し切換スイッチ38および40を含む。また、外部切換部32も一つの演算器に対して２つ切換スイッチを有する。外部切換部32は演算器18に対し切換スイッチ42および44、演算器20に対し切換スイッチ46および48を含む。切換スイッチ36〜48は、低抵抗のスイッチである。
【００１８】
さらに切換スイッチ36〜48における接続について説明する。切換スイッチ34および38の端子aは共通接続される。また、切換スイッチ36の端子aには演算器18の出力信号26が供給され、切換スイッチ40の端子aには演算器20の出力信号30が供給される。切換スイッチ36の端子bは、切換スイッチ34の端子b、切換スイッチ42の端子aおよび切換スイッチ44の端子bが共通接続され、液晶パネルの端子50にも接続される。同様に、切換スイッチ40の端子bは、切換スイッチ38の端子b、切換スイッチ48の端子bおよび切換スイッチ46の端子aが共通接続され、液晶パネルの端子52にも接続される。
【００１９】
外部切換部32の切換スイッチ42および46の端子bは、電圧V2を印加する図示しない外部電源に接続される。また、切換スイッチ44および48の端子aは、電圧V3を印加する図示しない外部電源に接続される。
【００２０】
被駆動デバイスである液晶パネルは、容量性の負荷を有する。端子50は負荷54の一端56側と接続され、端子52は負荷58の一端60側に接続される。負荷54および58の他端62および64が共通接続される。
【００２１】
切換制御生成部16は、切換スイッチ36〜48を切換制御する切換信号を生成する機能を有する。切換制御生成部16には、ロード信号66および68、ならびに極性信号70が供給される。切換制御生成部16は、ロード信号66および68、ならびに極性信号70を基に切換信号72〜78を生成する。
【００２２】
切換信号72〜78を生成するため、本実施例の切換制御生成部16は、図２に示すように、バッファ82、反転論理和（NOR）回路84、反転（NOT）回路86、ならびに論理積（AND）回路88および90を含む。
【００２３】
切換制御生成部16の接続関係を説明する。ロード信号66は、バッファ82を介して出力される。バッファ82は、ロード信号66を切換信号（S1）72として出力する。反転論理和回路84には、ロード信号66および68が入力される。反転論理和回路84は、入力されるロード信号66および68のいずれかがレベル“H”であってもレベル“L”にして出力する。反転論理和回路84は、出力信号を切換信号（S2）74として出力する。反転回路86は、極性信号70を反転し、論理積回路88の一端92側に出力する。論理積回路88には、ロード信号68が他端94側に入力される。論理積回路88は、極性“L”、かつロード信号68のレベル“H”の場合に限り、レベル“H”を切換信号（S3）76として出力する。また、論理積回路90には、ロード信号68および極性信号70が入力される。論理積回路90は、極性“H”、かつロード信号68のレベル“H”の場合に限り、レベル“H”を切換信号（S4）78として出力する。
【００２４】
図１に戻って、切換制御生成部16は、切換信号72を切換スイッチ34および38に供給し、切換信号74を切換スイッチ36および40に供給する。また、切換制御生成部16は、切換信号76を切換スイッチ42および48に供給し、切換信号78を切換スイッチ44および46に供給する。切換スイッチ36〜48は、すべてアクティブ正である。
【００２５】
このように構成して、液晶負荷間でチャージシェアリングして、液晶パネルとして消費される電力のトータル量は変わらないが、LSI内部での発熱を抑制することができる。
【００２６】
次に液晶ドライバ10の動作について図３を参照しながら説明する。本実施例の液晶パネルにおける液晶負荷は、図3(a)に示すように、液晶ドライバ10の電圧V1〜V4の範囲でチャージシェアリング駆動される。この駆動には、1ドット反転信号線駆動方法が適用される。この適用された駆動によるチャージシェアリングは、図3(b)〜(e)に示すように、切換制御することで実現することができる。また、切換制御する切換信号S1〜S4は、前述したように、図3(f)〜(g)のロード信号66および68、ならびに極性信号70により生成される。
【００２７】
より詳しく液晶ドライバ10の動作について記載する。液晶ドライバ10における演算器18は、電圧V1近傍にある。時刻t1ではレベル“L”から“H”の切換信号（S1）72が切換スイッチ34および38に供給される。時刻t1ではレベル“H”から“L”の切換信号（S2）74が切換スイッチ36および40に供給される。この時刻t1ではレベル“L”の切換信号（S3）76および（S4）78が外部切換部32の切換スイッチ42ないし48に供給される。これにより、切換スイッチ34および38だけがオン状態になり、短絡する。この短絡は、液晶負荷54の電圧V1近傍から放電される。液晶ドライバ10は、液晶コモン電位VCOMになる。
【００２８】
また、図示しないが演算器20は、電圧V4近傍にある。切換スイッチ38の短絡は、液晶負荷58の電圧V4近傍から充電される。液晶ドライバ10は、液晶コモン電位VCOMになる。
【００２９】
次に時刻t2ではレベル“H”から“L”の切換信号（S1）72が切換スイッチ34および38に供給される。これにより、切換スイッチ34および38はオフにされる。この段階でも切換スイッチ36および40はオフである。したがって、時刻t2においても液晶ドライバ10は、液晶コモン電位VCOMのままである。液晶ドライバ10は、液晶コモン電位VCOMから電圧V4近傍まで低下させることが望まれる。
【００３０】
ここで、時刻t2では、切換信号（S4）78がレベル“L”から“H”になる。これにより切換スイッチ44および46がオンになる。このとき、外部切換部32が動作する。すなわち、液晶ドライバ10は、切換スイッチ44が導通することから、液晶パネルの端子50の電圧を外部電源によって電圧V3にまで低下させる。また、図3(a)には表われないが、液晶ドライバ10は、切換スイッチ46が導通することから、液晶パネルの端子52の電圧を外部電源によって電圧V2にまで昇圧させ、充電する。電力の消費が外部電源によることから、LSIの発熱はない。
【００３１】
次に時刻t3ではさらに、切換信号（S2）74がレベル“L”から“H”に変化し、切換信号（S4）78がレベル“H”から“L”に変化する。時刻t3では、この変化により切換スイッチ36および40がオンになり、切換スイッチ44および46がオフになる。液晶ドライバ10は、この状態において演算器18は、階調信号22に応じた期待値電圧信号を出力する。図3(a)では演算器18は、内部切換部28を介して電圧V3から電圧V4まで引き込んで低下させる。また、図示しないが演算器20も階調信号22に応じた電圧信号、たとえば電圧V1近傍の信号、すなわち期待値電圧を出力する。演算器18および20の場合、実質的に、切換スイッチ36および40が導通状態にある期間だけLSI内部で電力が消費される。
【００３２】
次に時刻t4では、内部切換部28において切換スイッチ34および38がオンになり、切換スイッチ36および40がオフになる。外部切換部32内の切換スイッチ42ないし48はすべてオフである。液晶パネルの端子50に着目すると、図3(a)に示すように、時刻t4の直前で電圧がV4である。切換スイッチ34が導通になることで端子50での電圧は液晶コモン電位VCOMまで平衡にさせるため昇圧する。また、液晶パネルの端子52に着目すると、時刻t4の直前で電圧がV1である。端子52で電圧は切換スイッチ38が導通になることで液晶コモン電位VCOMまで降圧する。
【００３３】
次に時刻t5では、切換スイッチ42に切換信号S3のレベル“H”が供給されることにより外部電源から電圧V2が印加され、電圧V2まで昇圧され、充電される。また、切換スイッチ48は、切換信号S3のレベル“H”が供給されることにより外部電源から電圧V3が印加され、電圧V3まで降圧される。
【００３４】
時刻t6では、再び切換信号S2がレベル“H”になり、切換スイッチ36および40がオンになる。このとき、切換スイッチ34および38、ならびに外部切換部32の切換スイッチ42〜48すべてがオフである。したがって、端子50での電圧は演算器18により図3(a)に示すように電圧V1近傍または階調信号に応じた期待値電圧まで昇圧され、充電される。また、端子52での電圧は演算器20により図示しないが電圧V4近傍または階調信号に応じた期待値電圧まで降圧され、放電される。
【００３５】
この液晶駆動方法は、要約すると、電圧範囲V1−V4内の電圧を供給する内部電源と、内部電源が配設された位置の外部に隔離された、図示しない外部電源とを設けて、内部および外部電源からそれぞれ液晶負荷に給電し、内部電源は、電圧範囲V1−V4内で電圧を印加して給電し、外部電源は電圧範囲V1−V4内に設定した液晶コモン電圧VCOMに対して設定された電圧範囲V1−V4内の電圧V2、V3をそれぞれ印加して給電し、この液晶負荷への給電に際して、電圧範囲内、すなわち電圧範囲V2−VCOM，VCOM−V3またはこの電圧範囲外、すなわち電圧範囲V1−V2、V3−V4の電圧範囲にあるか電圧区分に応じて液晶負荷に対して放電または充電させる短絡の切換制御信号72〜78を生成し、この切換制御信号72〜78に応じて複数設定された電圧範囲内の場合、外部電源から給電し、電圧範囲以外にある場合、内部電源から給電して、チャージシェアリングすることによりドライバ部12からの給電を抑制する。
【００３６】
このように動作させることにより実質的に演算器18および20での電力消費期間を１周期の中で一部の期間だけにチャージシェアリングして、済ませることができる。これは、本実施例においては、液晶コモン電位VCOMからの２段階のプリチャージのうち、外部電源による電力消費と内部電源による電力消費に分けて動作させ、LSIとしての動作である内部電源による電力消費を抑えることができる。これによりLSIは発熱を抑制できる。
【００３７】
次に従来の液晶ドライバ200と構成を比較する。共通する部分には同じ参照符号を付して、説明を省略する。液晶ドライバ200は、図４に示すように、ドライバ部12、ドライブ切換部14および切換制御生成部16を含む。ドライブ切換部14は、内部切換部28だけを有し、外部切換部32がない。切換制御生成部16は、図２に示したバッファ82および反転論理和回路84を含む。反転論理和回路84において一端側にはロード信号66が入力され、他端側には極性信号70が入力される。
【００３８】
液晶ドライバ200の動作について図５を参照しながら説明する。時刻t1では、切換スイッチ34および38にはレベル“H”の切換信号S1（72）が供給され、切換スイッチ36および40にはレベル“L”の切換信号S2（74）が供給される。これにより液晶パネルの端子50の電圧は液晶コモン電位VCOMまで降圧する。時刻t2では、切換スイッチ34および38にはレベル“L”の切換信号S1（72）が供給され、切換スイッチ36および40にはレベル“H”の切換信号S2（74）が供給される。液晶パネルの端子50の電圧は、演算器18により液晶コモン電位VCOMから期待値電圧V4近傍まで降圧する。この段階において演算器18の消費電力は少ない。
【００３９】
また、時刻t4では、再び切換スイッチ34および38にはレベル“H”の切換信号S1（72）が供給され、切換スイッチ36および40にはレベル“L”の切換信号S2（74）が供給される。これにより液晶パネルの端子50の電圧は液晶コモン電位VCOMまで昇圧する。時刻t5では、切換スイッチ34および38にはレベル“L”の切換信号S1（72）が供給され、切換スイッチ36および40にはレベル“H”の切換信号S2（74）が供給される。液晶パネルの端子50の電圧は、演算器18により液晶コモン電位VCOMから期待値電圧V1近傍まで昇圧し、充電する。この充電のため演算器18は電力を消費してしまう。このように液晶ドライバ200は、液晶負荷間でチャージシェアリングすることで液晶パネルとしての消費電力を半減させる。
【００４０】
ところで、液晶ドライバ10および200は、液晶パネルにおける消費電力の総量は同じである。消費電力は主に充電で消費される。この消費電力の内、液晶ドライバ10および200におけるLSIの内部で消費電力を比較すると、図3(a)の面積96は、明らかに、図5(a)の面積98に比べて狭い。すなわち、液晶ドライバ10は、LSIの内部で消費される電力が少ない。また、図3(a)の面積100は、外部電源から供給される電流での充電量、すなわち消費電力を示す。この消費電力は、LSI内部の発熱に寄与しないことから、液晶ドライバ10は液晶ドライバ200より有意に発熱を抑制できる。
【００４１】
液晶ドライバ200は、チャージシェアリングすることによりチャージシェアリングしない場合に比べて倍のスルーレートで液晶パネルを駆動することができる。さらに、液晶ドライバ10は、内部電源によるプリチャージを除いて、外部電源による２段階のプリチャージにより、内部電源でチャージシェアリングする液晶ドライバ200よりもより高速に駆動することができる。
【００４２】
ここで、本実施例の液晶ドライバ10は、内部電源によるプリチャージを除いて、外部電源による放電と充電に対応する２段階のプリチャージに特徴がある。この２段階の内、外部電源によるプリチャージにおいて設定する電圧V2およびV3は、画像の階調に応じて設定することが好ましい。図６に示すように、画像の階調データは、表示データであり、ガンマ曲線102で表わされる。ガンマ曲線102は、電圧に対応する。電圧V2およびV3は、ガンマ曲線の階調データを16進表示で表わすと（40）〜（80）の間に設定することが望ましい。したがって、図６に示したこのデータ範囲に対応する電圧範囲104および106が設定される。
【００４３】
液晶ドライバ10は、より一般的には、低い階調から高い階調までｎ段階の階調に応じた電圧を出力する駆動装置であり、外部電源は、ｎ/4からｎ/2の階調に応じた電圧とすることが好ましい。外部電源の電圧は、電圧範囲としてｎ/4〜(3ｎ)/4とすることができる。しかしながら、外部電源のプリチャージが大きすぎる場合、液晶ドライバ10には液晶に蓄積した電荷の引き抜きがともなうことになる。これは、無駄な消費電力が生じることを意味する。したがって、階調に応じた電圧は、現実的に、ｎ/4からｎ/2の範囲に設定することが望ましい。
【００４４】
また、本実施例の液晶ドライバ10では、外部電源による放電と充電に対応するプリチャージを２段階として説明したが、この数に限定されるものでなく、表示する画像特性等に応じてこれ以上細かい段階に設定してもよい。
【００４５】
このように構成すれば、一端、外部電源にて中間電圧V2まで引き上げることから、ドライバ部12における演算器18および20の能力変更が従来の充電電圧V1の半分でも、同等の立上り・立下り特性を実現することができる。また、同等のドライバ部12を用いるならば、液晶ドライバ10は従来の液晶ドライバ200より高速に動作させることができる。発熱に着目すると、従来の液晶ドライバ200では液晶の充電電流が電圧V1から電圧V4に向かって流れるが、液晶ドライバ10は、充電電流の一部が電圧V2から電圧V3に向かって流れる。これにより液晶ドライバ10は、この外部電源から流れる分、LSI内部で消費する電力が小さくなり、発熱量は従来の約半分となる。したがって、液晶ドライバ10は、動作保証限界以下の温度で使用することができる。
【００４６】
なお、本実施例の液晶ドライバ10では切換スイッチ34〜48を用いて説明したが、低抵抗でオン/オフを選択する回路やデバイス等で実現できることは、言うまでもない。
【００４７】
さらに、液晶ドライバ10は、無駄な電力消費を回避させる切換制御生成回路16を適用する。切換制御生成回路16には、デジタルデータの判定機能を有するようにしてもよい。デジタルデータの判定機能は、階調データにおける最上位ビットの有無を判定し、電圧V2およびV3により充電するか否か判定する。
【００４８】
切換制御生成回路16は、図２の構成要素に論理積回路108および110を有する。論理積回路108の一端112側と論理積回路110の一端114側には、階調データの最上位ビット116が供給される。また、論理積回路108の他端118側には、論理積回路88の出力信号122が供給される。論理積回路110の他端114側には、論理積回路90の出力信号124が供給される。論理積回路108および110は、最上位ビットの有無に応じて出力信号を出力する。最上位ビットが存在する場合、レベル“H”を出力する。最上位ビットが存在しない場合、レベル“L”を出力する。
【００４９】
図３に戻って、最上位ビットが存在する場合、図3(d)および(e)に示したように、切換信号S3およびS4が現われる。したがって、動作は前述した実施例と同様に動作する。
【００５０】
一方、最上位ビットが存在しない場合、図3(d)および(e)のレベルはつねに“L”である。これにより、時刻t2以降、外部切換部32がつねにオフになる。この場合、液晶ドライバ10は無駄な電力消費を抑制し、階調データに応じた、たとえば一点差線126のレベルの降下に抑える。液晶ドライバ10は、時刻t4で充電開始し液晶コモン電位VCOMまで昇圧する。次に時刻t5でドライバ部12の演算器18は階調データに応じたレベルに昇圧し、消費電力を最適化する。
【００５１】
このように液晶ドライバ10は、最上位データの判定に応じて外部電源によるプリチャージの有無を決定し、動作させることでより一層無駄な電力消費を抑えて、駆動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の液晶駆動装置を適用した液晶ドライバの概略的な構成を示すブロック図である。
【図２】図１の切換制御生成部の構成を示す回路図である。
【図３】図１の液晶ドライバにおける動作を説明するタイミングチャートである。
【図４】従来の液晶ドライバの概略的な構成を示すブロック図である。
【図５】図４の液晶ドライバにおける動作を説明するタイミングチャートである。
【図６】図１の液晶ドライバにおける表示データに対する電圧の関係を示す図である。
【図７】図１の切換制御生成部の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
【００５３】
10  液晶ドライバ
12  ドライバ部
14  ドライブ切換部
16  切換制御生成部
18, 20  演算器
28  内部切換部
32  外部切換部
34〜48  切換スイッチ
50, 52  液晶パネルの端子
54, 56  液晶負荷
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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